近日，安徽农业大学材料与化学学院生物质基可持续材料课题组叶冬冬教授团队在期刊《Advanced Functional Materials》（中科院1区Top，IF=18.5）发表基于甲壳素纳米片收集渗透能的研究论文，题目为“Chitin Exfoliation Nanoengineering for Enhanced Salinity Gradient Power Conversion”。
自然界中的生物质材料，例如甲壳素和纤维素，由于其独特的多级聚集态结构，在力学、光学、热学和流体特性方面展现出显著的优势，这使得它们在医疗保健、柔性电子显示及能源存储等多个领域有着广泛的应用前景。研究指出，这些生物质材料的基本构成单元是尺寸在1.5到5纳米之间的纳米原纤。然而，深入的晶体学研究揭示，生物质分子之间通过氢键与疏水相互作用形成了链片结构，并进一步堆积成为晶体，最终连接形成为原纤，这一过程赋予了生物质材料特有的层状结构，允许其被剥离成单一分子层的链片。在小于纳米的尺度下，关于生物质材料的研究仍然存在许多未解之谜和技术挑战。
基于以上挑战，叶冬冬教授团队联合湖北大学尤俊副教授团队报道通过调控“准溶剂”（DMSO/KOH）的组成，可以有效地控制生物质材料产物的聚集态结构，从而制备出纳米级别的原纤、亚纳米级别的多层或单层链片，甚至是分子级别的可溶性衍生物。
进一步地，当纳米原纤被成功剥离为单分子层链片后，能够暴露出更多的纳米通道和可用于离子化修饰的活性位点。这样处理后得到的纳米流体薄膜，不仅提高了离子传输的速度和选择性，而且在渗透能转换效率方面也表现出了显著的提升，开发出了性能更为优越的全生物质纳米流体薄膜。
安徽农业大学联合培养硕士生谢治江、湖北大学硕士生黄婷、湖北大学刘思琪为本文共同第一作者，安徽农业大学叶冬冬教授、湖北大学尤俊副教授为本文通讯作者。作者感谢安徽农业大学纺织工程学科平台和安徽省高性能生物基尼龙工程研究中心提供的分析测试支持，以及国家自然科学基金、安徽省优秀青年基金项目、安徽农业大学提供的科研经费支持。
